Mae echdynnu a defnyddio ynni solar yn un o'r cyflawniadau dynol pwysicaf o ran ynni. Y prif anhawster nawr yw nid hyd yn oed wrth gasglu ynni solar, ond yn ei storio a'i ddosbarthu. Os gellir datrys y mater hwn, gellir ymddeol diwydiannau tanwydd ffosil traddodiadol.
Mae SolarReserve yn gwmni sy'n bwriadu defnyddio halen tawdd mewn gweithfeydd pŵer solar ac sy'n gweithio ar ateb amgen i broblemau storio. Yn lle defnyddio ynni solar i gynhyrchu trydan ac yna ei storio mewn paneli solar, mae SolarReserve yn cynnig ei ailgyfeirio i ddyfeisiau storio thermol (tyrau). Bydd y tŵr ynni yn derbyn ac yn storio ynni. Mae gallu halen tawdd i aros mewn ffurf hylif yn ei wneud yn gyfrwng storio thermol delfrydol..
Nod y cwmni yw profi y gall ei dechnoleg wneud ynni solar yn ffynhonnell ynni fforddiadwy sy'n gweithredu bob awr o'r dydd (fel unrhyw orsaf ynni tanwydd ffosil). Mae golau haul crynodedig yn cynhesu'r halen yn y tŵr i 566°C, sy'n cael ei storio mewn tanc anferth wedi'i inswleiddio nes ei fod yn cael ei ddefnyddio i greu stêm i redeg y tyrbin.
Fodd bynnag, pethau cyntaf yn gyntaf.
Dechrau
Mae prif dechnolegydd SolarReserve, William Gould, wedi treulio mwy nag 20 mlynedd yn datblygu technoleg CSP halen tawdd (pŵer solar crynodedig). Yn y 1990au, roedd yn rheolwr prosiect ar gyfer cyfleuster arddangos Solar Dau a gefnogir gan Adran Ynni yr Unol Daleithiau yn Anialwch Mojave. Ddegawd ynghynt, profwyd strwythur yno, a gadarnhaodd gyfrifiadau damcaniaethol ynghylch y posibilrwydd o gynhyrchu ynni masnachol gan ddefnyddio heliostats. Her Gould oedd datblygu dyluniad tebyg a oedd yn defnyddio halen wedi'i gynhesu yn lle stêm, a chanfod tystiolaeth y gellid arbed ynni.
Wrth ddewis cynhwysydd i storio halen tawdd, gwagiodd Gould rhwng dau opsiwn: gwneuthurwr boeler â phrofiad mewn gweithfeydd pŵer tanwydd ffosil traddodiadol, a Rocketdyne, a wnaeth beiriannau roced ar gyfer NASA. Gwnaethpwyd y dewis o blaid gwyddonwyr roced. Yn rhannol oherwydd bod Gould wedi gweithio yn gynnar yn ei yrfa fel peiriannydd niwclear ar gyfer y cawr adeiladu Bechtel, yn gweithio ar adweithyddion San Onofre yn California. Ac roedd yn credu na fyddai'n dod o hyd i dechnoleg fwy dibynadwy.
Mae ffroenell injan jet, y mae nwyon poeth yn dianc ohoni, mewn gwirionedd yn cynnwys dwy gragen (mewnol ac allanol), yn y sianeli wedi'u malu y mae cydrannau tanwydd yn cael eu pwmpio yn y cyfnod hylif, gan oeri'r metel a chadw'r ffroenell rhag toddi. Daeth profiad Rocketdyne o ddatblygu dyfeisiau tebyg a gweithio mewn meteleg tymheredd uchel yn ddefnyddiol wrth ddatblygu technoleg ar gyfer defnyddio halen tawdd mewn gwaith pŵer solar.
Bu'r prosiect 10 MW Solar Two yn gweithredu'n llwyddiannus am sawl blwyddyn ac fe'i dadgomisiynwyd ym 1999, gan gadarnhau hyfywedd y syniad. Fel y mae William Gould ei hun yn cyfaddef, roedd gan y prosiect rai problemau yr oedd angen eu datrys. Ond mae'r dechnoleg graidd a ddefnyddir yn Solar Two hefyd yn gweithio mewn gorsafoedd modern fel Crescent Dunes. Mae'r cymysgedd o halwynau nitrad a thymheredd gweithredu yn union yr un fath, mae'r unig wahaniaeth ar raddfa'r orsaf.
Mantais technoleg halen tawdd yw ei fod yn caniatáu i bŵer gael ei gyflenwi yn ôl y galw, nid dim ond pan fydd yr haul yn tywynnu. Gall halen gadw gwres am fisoedd, felly nid yw ambell ddiwrnod cymylog yn effeithio ar argaeledd trydan. Yn ogystal, mae allyriadau'r orsaf bŵer yn fach iawn, ac wrth gwrs nid oes unrhyw wastraff peryglus yn cael ei greu fel sgil-gynnyrch o'r broses.
Egwyddorion gwaith
Mae'r gwaith pŵer solar yn defnyddio 10 o ddrychau (heliostats) wedi'u gwasgaru dros 347 hectar (sef 647,5-mwy o gaeau pêl-droed) i grynhoi golau'r haul ar dŵr canolog, 900 metr o uchder ac wedi'i lenwi â halen. Mae'r halen hwn yn cael ei gynhesu gan belydrau'r haul i 195°C ac mae'r gwres yn cael ei storio ac yna'n cael ei ddefnyddio i droi dŵr yn stêm a rhedeg generaduron i gynhyrchu trydan.
Gelwir y drychau yn heliostats oherwydd gall pob un ogwyddo a chylchdroi i gyfeirio ei belydryn o olau yn union. Wedi'u trefnu mewn cylchoedd consentrig, maent yn canolbwyntio golau'r haul ar “derbynnydd” ar ben y tŵr canolog. Nid yw'r twr ei hun yn tywynnu; mae'r derbynnydd yn ddu matte. Mae'r effaith glow yn digwydd yn union oherwydd crynodiad golau'r haul yn gwresogi'r cynhwysydd. Mae halen poeth yn llifo i danc dur di-staen gyda chynhwysedd o 16 mil m³.
Heliostat
Mae'r halen, sy'n edrych ac yn llifo'n debyg iawn i ddŵr ar y tymereddau hyn, yn mynd trwy gyfnewidydd gwres i gynhyrchu stêm i redeg turbogenerator safonol. Mae'r tanc yn cynnwys digon o halen tawdd i redeg y generadur am 10 awr. Mae hyn yn cyfateb i 1100 megawat-awr o storio, neu bron i 10 gwaith yn fwy na'r systemau batri lithiwm-ion mwyaf sydd wedi'u gosod i storio ynni adnewyddadwy.
Ffordd galed
Er gwaethaf addewid y syniad, ni ellir dweud bod SolarReserve wedi cyflawni llwyddiant. Mewn sawl ffordd, roedd y cwmni'n parhau i fod yn fusnes cychwynnol. Er bod y startup yn egnïol ac yn llachar ym mhob ystyr. Wedi'r cyfan, y peth cyntaf a welwch wrth edrych tuag at y Crescent Dunes Power Plant yw ysgafn. Mor llachar fel ei bod yn amhosibl edrych arno. Tŵr 195 metr yw ffynhonnell y golau, sy'n codi'n falch uwchben tiriogaethau anialwch Nevada tua hanner ffordd rhwng tref fach Reno a Las Vegas.
Sut olwg oedd ar y gwaith pŵer ar wahanol gamau adeiladu
2012, dechrau adeiladu
2014, mae'r prosiect bron wedi'i gwblhau
Rhagfyr 2014, mae Twyni Cilgant bron yn barod i'w defnyddio
Gorsaf barod
Tua awr mewn car o'r fan hon mae'r Ardal 51 enwog, cyfleuster milwrol cyfrinachol y bu'r Rhyngrwyd cyfan yn bygwth ei ymosod yr haf hwn er mwyn “achub” estroniaid o ddwylo llywodraeth America. Mae'r agosrwydd hwn yn arwain at y ffaith bod teithwyr sy'n gweld llewyrch anarferol o ddisglair weithiau'n gofyn i drigolion lleol a ydynt wedi gweld rhywbeth anarferol neu hyd yn oed yn estron. Ac yna maen nhw wedi cynhyrfu'n fawr wrth ddysgu mai gorsaf ynni solar yn unig yw hwn, wedi'i amgylchynu gan gae o ddrychau bron i 3 km o led.
Dechreuodd y gwaith o adeiladu Twyni Crescent yn 2011 gyda benthyciadau gan y llywodraeth a buddsoddiad gan NV Energy, prif gwmni cyfleustodau Nevada. Ac adeiladwyd y gwaith pŵer yn 2015, tua dwy flynedd yn ddiweddarach na'r disgwyl. Ond hyd yn oed ar ôl adeiladu, ni aeth popeth yn esmwyth. Er enghraifft, yn ystod y ddwy flynedd gyntaf, roedd pympiau a thrawsnewidwyr ar gyfer heliostats, nad oeddent yn ddigon pwerus, yn aml yn torri i lawr ac nid oeddent yn gweithio'n iawn. Felly, roedd allbwn pŵer yn Nhwyni Crescent yn is nag a gynlluniwyd yn y blynyddoedd cynnar o weithredu.
Roedd anhawster arall - gydag adar. Yn disgyn o dan “olwg” golau haul crynodedig, yr aderyn anffodus . Yn ôl cynrychiolwyr SolarReserve, llwyddodd eu gorsaf bŵer i osgoi “amlosgiad” rheolaidd a màs o adar. Datblygwyd cynllun arbennig ar y cyd â nifer o sefydliadau cenedlaethol i liniaru unrhyw fygythiadau posibl i'r orsaf bŵer. Cymeradwywyd y rhaglen hon yn 2011 ac mae wedi’i dylunio i leihau risgiau posibl i adar ac ystlumod.
Ond y broblem fwyaf ar gyfer Twyni Cilgant oedd gollyngiad mewn tanc storio halen poeth a ddarganfuwyd ddiwedd 2016. Mae'r dechnoleg yn defnyddio cylch enfawr wedi'i gynnal gan beilonau ar waelod y tanc i ddosbarthu halen tawdd wrth iddo lifo o gynhwysydd. Roedd yn rhaid i'r peilonau eu hunain gael eu weldio i'r llawr, ac roedd angen i'r cylch allu symud wrth i newidiadau tymheredd achosi i'r deunyddiau ehangu/contractio. Yn lle hynny, oherwydd camgymeriad gan y peirianwyr, cafodd yr holl beth ei weldio'n dynn gyda'i gilydd. O ganlyniad, gyda newidiadau tymheredd, roedd gwaelod y tanc yn ysigo ac yn gollwng.
Nid yw gollyngiadau halen tawdd ei hun yn arbennig o beryglus. Pan fydd yn taro'r haen graean o dan y tanc, roedd y toddi yn oeri ar unwaith, gan droi'n halen. Fodd bynnag, fe lusgodd cau'r orsaf bŵer ymlaen am wyth mis. Astudiwyd achosion y gollyngiad, y rhai a oedd yn gyfrifol am y digwyddiad, canlyniadau'r argyfwng a materion eraill.
Ni ddaeth trafferthion SolarReserve i ben yno. Syrthiodd perfformiad y planhigyn yn is na'r targed yn 2018, gyda ffactor gallu cyfartalog o 20,3% o'i gymharu â ffactor capasiti a gynlluniwyd o 51,9%, C. O ganlyniad, dechreuodd Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol yr Unol Daleithiau (NREL) astudiaeth gost 12 mis o PDC y prosiect, gan ganolbwyntio ar faterion perfformiad a chostau annisgwyl. O ganlyniad, cafodd y cwmni ei siwio gyntaf a'i orfodi i newid rheolaeth, ac yn 2019 fe'u gorfodwyd yn llwyr i gyfaddef eu .
Nid yw drosodd eto
Ond ni roddodd hyd yn oed hyn ddiwedd ar ddatblygiad technoleg. Wedi'r cyfan, mae yna brosiectau tebyg mewn gwledydd eraill. Er enghraifft, defnyddir technolegau tebyg ym Mharc Solar Mohammed bin Rashid Al Maktoum - rhwydwaith mwyaf y byd o weithfeydd pŵer solar, wedi'u huno mewn un gofod yn Dubai. Neu, dywedwch, Moroco. Mae hyd yn oed mwy o ddiwrnodau heulog yno nag yn UDA, ac felly dylai effeithlonrwydd y gwaith pŵer fod yn uwch. Ac mae'r canlyniadau cyntaf yn dangos bod hyn yn wir.
Roedd tŵr 150 MW CSP Noor III ym Moroco yn rhagori ar y targedau perfformiad a chynhwysedd storio yn ystod ei fisoedd cyntaf o weithredu. Ac mae cost ariannu prosiectau storio ynni twr yn unol â'r rhagamcanion disgwyliedig, yn sicrhau Xavier Lara, uwch ymgynghorydd yn CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Gwaith Pŵer Noor III
Wedi'i gomisiynu ym mis Rhagfyr y llynedd, mae gorsaf bŵer Noor III wedi dangos perfformiad rhyfeddol. Noor III, a osodwyd gan SENER Sbaen a chorfforaeth adeiladu ynni Tsieina SEPCO, yw gwaith twr gweithredol mwyaf y byd a'r ail i integreiddio technoleg storio halen tawdd.
Mae arbenigwyr yn credu y dylai data perfformiad cynnar cadarn Noor III ar berfformiad, hyblygrwydd cynhyrchu ac integreiddio storio leihau twr CSP a materion dibynadwyedd storio a lleihau cost cyfalaf ar gyfer prosiectau yn y dyfodol. Yn Tsieina, mae'r llywodraeth eisoes wedi cyhoeddi rhaglen i greu 6000 MW o PDC gyda storfa. Mae SolarReserve yn partneru â Shenhua Group, sy'n eiddo i'r wladwriaeth, sy'n adeiladu gweithfeydd pŵer glo, i ddatblygu 1000 MW o gynhyrchu halen tawdd CSP. Ond a fydd tyrau storio o'r fath yn parhau i gael eu hadeiladu? Cwestiwn.
Fodd bynnag, dim ond y diwrnod o'r blaen, cyhoeddodd cwmni Heliogen, sy'n eiddo i Bill Gates, ei ddatblygiad arloesol yn y defnydd o ynni solar crynodedig. Llwyddodd Heliogen i godi'r tymheredd o 565°C i 1000°C. Felly, agor y posibilrwydd o ddefnyddio ynni solar wrth gynhyrchu sment, dur, a chynhyrchion petrocemegol.
Beth arall allwch chi ei ddarllen ar y blog?
→
→
→
→
→
Tanysgrifiwch i'n -sianel fel nad ydych chi'n colli'r erthygl nesaf! Nid ydym yn ysgrifennu mwy na dwywaith yr wythnos a dim ond ar fusnes. Rydym hefyd yn eich atgoffa y gallwch datrysiadau cwmwl Cloud4Y.
Dim ond defnyddwyr cofrestredig all gymryd rhan yn yr arolwg. os gwelwch yn dda.
Mae gwaith pŵer halen hylif yn
-
Technoleg marw
-
Cyfeiriad addawol
-
nonsens i ddechrau
-
Eich fersiwn (yn y sylwadau)
Pleidleisiodd 97 o ddefnyddwyr. Ataliodd 36 o ddefnyddwyr.
Ffynhonnell: hab.com